Radioaktif

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Atom tersusun dari inti atom yang dikelilingi oleh elektron-elektron. Inti atom terdiri dari proton dan neutron. Proton dan neutron sebagai penyusun inti atom disebut nukleon. Atom dengan nomor atom yang besar mempunyai energi ikat per nukleon yang lebih kecil dibandingkan atom dengan nomor atom menengah sehingga atom dengan nomor atom besar cenderung tidak stabil dan memancarkan energi dalam bentuk sinar radioaktif hingga tercapai inti yang stabil. Radioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi menjadi inti yang stabil. Materi yang mengandung inti tak stabil yang memancarkan radiasi, disebut zat radioaktif.

Besarnya radioaktivitas suatu unsur radioaktif (radionuklida) ditentukan oleh konstanta peluruhan (l), yang menyatakan laju peluruhan tiap detik, dan waktu paruh (t½). Kedua besaran tersebut bersifat khas untuk setiap radionuklida. Sedangkan peluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi).

Dalam kehidupan radioaktivitas digunakan untuk memperoleh energi nuklir, dan juga digunakan dalam pengobatan (radioterapi dan radiologi) sebagai contoh sinar X untuk penghancur tumor atau untuk foto tulang dan aplikasi industri (misalnya mengukur ketebalan dan ukuran kerapatan).

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari makalah ini yaitu:

1.    Apa itu radioaktifitas?

2.    Bagaimana peluruhan dari radioisotope tunggal?

3.    Apa hasil dari sebuah radioisotope oleh pembomman nuklir dan induk peluruhan?

4.    Apa kasus istimewa dari radioaktif?

5.    Bagaimana perluasan dari status peluruhan?

1.3 Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut:

1.    Untuk mengetahui apa itu radioaktifitas.

2.    Untuk mengetahui bagaimana peluruhan dari radioisotope tunggal.

3.    Untuk mengetahui apa hasil dari sebuah radioisotope oleh pembomman nuklir dan induk peluruhan.

4.    Untuk mengetahui apa kasus istimewa dari radioaktif.

5.    Untuk mengetahui bagaimana perluasan dari status peluruhan.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Radioaktivitas

Radioaktif adalah kesimpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuah nukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses acak sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom. Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq).

Radioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan Perancis Henri Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katode oleh sinar-X mungkin berhubungan dengan fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah pelat foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan hasil sampai ketika ia menggunakan garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium tesebut. tetapi kemudian menjadi jelas bahwa bintik hitam pada pelat bukan terjadi karena peristiwa fosforesensi, pada saat percobaan, material dijaga pada tempat yang gelap. Juga, garam uranium nonfosforen dan bahkan uranium metal dapat juga menimbulkan efek bintik hitam pada pelat.

Sebutan dari radioaktif dari segala bentuk pelapukan yaitu induk, dan berat produk disebut inti. Keadaan paling sederhana terjadi kalau inti dalam keadaan stabil. Jika beberapa generasi berurutan dari inti adalah radioaktif, kita dapat mengatakannya satu rangkai peluruhan radioaktif. Kestabilan inti dapat diramalkan dengan suatu aturan. Namun, ada beberapa petunjuk empirisyang: dapat digunakan untuk mengenal inti yang stabil dan yang bersifat radioaktif/tidak stabil, yaitu

1.      Semua inti yang mempunyai proton 84 atau lebih tidak stabil.

2.      Aturan ganjil genap, yaitu inti yang mempunyai jumlah proton genap dan jumlah neutron genap lebih stabil daripada inti yang mempunyai jumlah proton dan neutron ganjil.

3.      Bilangan sakti (magic numbers)Nuklida yang memiliki neutron dan proton sebanyak bilangan sakti umumnya lebih stabil terhadap reaksi inti dan peluruhan radioaktif.

4.      Kestabilan inti dapat dikaitkan dengan perbandingan neutron-proton.

A.  Peluruhan Radioisotop tunggal

Radioisotop adalah isotop dari zat radioaktif, dibuat dengan menggunakan reaksi inti dengan netron. Isotop suatu unsur baik yang stabil maupun radioaktif memiliki sifat kimia yang sama. Radioisotop adalah isiotop dari zat radioaktif, dibuat dengan menggunakan reaksi inti dengan netron. Radionuklida dapat terjadi secara alamiah atau sengaja dibuat oleh manusia dalam reaktor penelitian. Produksi radionuklida dengan proses aktivasi dilakukan dengan cara menembaki isotop stabil dengan neutron di dalam teras reaktor. Proses ini lazim disebut irradiasi neutron, sedangkan bahan yang disinari disebut target atau sasaran. Neutron yang ditembakkan akan masuk ke dalam inti atom target sehingga jumlah neutron dalam inti target tersebut bertambah. Peristiwa ini dapat mengakibatkan ketidakstabilan inti atom sehingga berubah sifat menjadi radioaktif. Banyak isotop buatan yang dapat dimanfaatkan antara lain Na-24, P-32, Cr-51, Tc-99, dan I-131.

Manfaat Radioisotop dalamberbagai bidang sebagai berikut:

1)   Manfaat Radioisotop Terkait Bidang Kedokteran

 Sinar radioisotop kerap dimanfaatkan untuk mensterilkan peralatan kedokteran. Terutama peralatan yang digunakan saat operasi. Peralatan kedokteran tentu berbeda dengan peralatan makan sehari-hari. Tidak cukup steril dengan hanya dibersihkan menggunakan air dan sabun saja. Peralatan kedokteran juga perlu disterilkan menggunakan sinar gamma dari radioisotop agar benar-benar steril. Dan juga tidak menimbulkan dampak risiko kepada orang lain ketika harus memakai peralatan operasi yang sama.

2)   Manfaat Radioisotop Terkait Bidang Pertanian

Menarik sekali karena radioisotop juga dapat menjadikan sebuah tanaman tumbuh subur dan memproduksi tanaman yang unggul. Bantuan dari sinar gamma mampu menjadikan sebuah tanaman tumbuh dan memproduksi bibit-bibit yang terbilang unggul. Selain itu juga mampu membuat waktu panen berlangsung lebih cepat dibanding tanpa bantuan dari radio isotop. Sebab sinar gamma digunakan untuk penyinaran dan mengarah pada perubahan bagian kromosom tanaman atau lebih tepatnya adalah sifat dari kromosom tanaman. Sehingga akan mengalami perkembangan dan pertumbuhan yang berbeda dari biasanya.

3)   Manfaat Radioisotop Terkait Bidang Tambang Minyak

Berbicara mengenai tambang minyak tentu akan berpikir pemilik tambang minyak adalah orang yang kaya raya. Semua itu sebanding dengan proses pengeboran minyak yang sangat susah. Walaupun dengan bantuan dari radioisotop namun tidak semudah membalikkan telapak tangan. Proses menambang minyak harus hati-hati. Sinar radioisotop harus tepat menentukan lokasi air dan minyak berada. Proses tersebut berjalan dengan fokus dan penuh kehati-hatian. Dan dengan bantuan sinar radioisotop dapat lebih mempermudah mencari titik lokasi di mana minyak bumi berada.

fakta latar belakang experimen dari pelauruhan radioaktif adalah bahwa kemungkinan untuk tiap inti untuk meluruh pada satu kaliber kecil intervel dt adalah bebas tak terikat dari segala pengaruh eksternal apapun, termasuk pelapukan dengan inti lain.

Semua nukleus dari satu nuklide tertentu yang punya kemungkinan peluruhan serupa. karenanya kemungkinan P (dt) dari satu peluruhan radioaktif di dt adalah sebanding jika dt cukup kecil P (dt) < 1. Maka:

…………(1)

Untuk menghitung probabilitas bahwa sebuah pemberian inti terus hidup untuk suatu interval waktu t terpecah interval waktu t ke dalamn sama dengan jangka waktu interval dt. Kemungkinan interval yang pertama yaitu:

Untuk interval yang keduayaitu:

Dan untuk interval ke-n yaitu:

Dapat ditulis dengan menggunakan persamaan (1)

………..(2)

B.  Hasil dari sebuah radioisotope oleh pembomman nuklir

Nuklir merupakan istilah yang berhubungan dengan inti atom yang tersusun atas dua buah partikel fundamental, yaitu proton dan neutron. Di dalam inti atom terdapat tiga buah interaksi fundamental yang berperan penting, yaitu gaya nuklir kuat dan gaya elektromagnetik serta pada jangka waktu yang panjang terdapat gaya nuklir lemah. Gaya nuklir kuat merupakan interaksi antara partikel quark dan gluon yang dibahas dalam teori quantum chromodynamics (QCD) sedangkan gaya nuklir lemah adalah interaksi yang terjadi dalam skala inti atom seperti peluruhan beta yang dibahas dalam elecroweak theory.

Energi nuklir dihasilkan di dalam inti atom melalui dua buah jenis reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi dan reaksi fisi. Reaksi fusi adalah suatu reaksi yang menggabungkan beberapa partikel atomik menjadi sebuah partikel atomik yang lebih berat. Reaksi fusi dapat menghasilkan energi yang sangat besar seperti yang terjadi pada bintang. Salah satu reaksi contoh reaksi fusi adalah penggabungan partikel deuterium (D atau 2H) dan tritium (T atau 3H). Langkah pertama, deuterium dan tritium dipercepat dengan arah yang saling mendekati pada suhu termonuklir. Penggabungan antara dua buah partikel tersebut membentuk helium-5 (5He) yang tidak stabil sehingga mengakibatkan peluruhan. Dalam proses peluruhan ini, sebuah neutron dan partikel helium-4 (4He) terhambur disertai dengan energi yang sangat besar, yaitu 14,1 MeV untuk penghamburan neutron dan 3,5 MeV untuk penghamburan helium-4. Sampai saat ini, reaksi fusi belum dapat dirancang oleh manusia karena membutuhkan suhu yang sangat tinggi. Hal ini menyebabkan pemanfaatan reaksi fusi sebagai sumber energi listrik belum dapat direalisasikan.

Reaksi nuklir lain yang sudah dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik adalah reaksi fisi. Reaksi fisi merupakan kebalikan dari reaksi fusi, yaitu reaksi yang membelah suatu partikel atomik menjadi menjadi beberapa partikel atomik lainnya dan sejumlah energi. Salah satu contoh dari reaksi fisi adalah reaksi fisi pada partikel uranium-235 (235U) yang ditumbuk oleh sebuah neutron yang bergerak pelan. Proses penyerapan neutron oleh uranium-235 mengakibatkan terbentuknya partikel uranium-236 (236U) yang tidak stabil sehingga terbelah menjadi partikel krypton-92 (92Kr), barium-141 (141Br), dan beberapa neutron bebas serta sejumlah energi. Reaksi fisi dapat berlangsung secara terus menerus yang biasa disebut dengan reaksi rantai. Dalam reaksi rantai, neutron yang telah terhambur dari reaksi fisi dapat mengakibatkan terjadinya reaksi fisi lain sama baiknya dengan reaksi fisi sebelumnya. Energi yang dihasilkan dari reaksi ini dapat dikonversi menjadi energi listrik pada sebuah pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN).
Tiga hal menarik yang terjadi pada proses reaksi fisi adalah sebagai berikut:
Peluang sebuah atom U-235 menangkap sebuah neutron bernilai sangat tinggi. Dalam sebuah reaktor yang bekerja (dikenal dengan keadaan kritis), sebuah neutron yang terhambur dari setiap reaksi fisi dapat menyebabkan terjadinya reaksi fisi yang lainnya.

Proses penyerapan dan penghamburan neutron terjadi dengan sangat cepat pada orde pikosekon (1×10-12 sekon) . Jumlah energi yang dihasilkan berupa panas dan radiasi gamma luar biasa besar pada sebuah reaksi fisi yang terjadi. Dalam reaksi ini terbentuk beberapa produk fisi dan neutron dengan massa total yang lebih ringan dari partikel U-235 pada awal reaksi. Perbedaan massa ini diubah menjadi energi dengan nilai yang dirumuskan dalam E = mc2. Dalam satu kali peluruhan atom U-235 bisa dihasilkan energi sebesar 200 MeV (1 eV = 1,6.10-19 joule). U-235 dapat bekerja dalam sebuah sampel uranium yang diperkaya menjadi 2 sampai 3 persen. Pada senjata nuklir, komposisi U-235 mencapai 90 persen atau lebih dari sebuah sampel uranium.

C.  Hasil dari sebuah radioisotope oleh induk peluruhan.

Seandainya satu peluruhan induk dengan satu peluruhan konstan  dan menghasilkan satu inti radiasi , dan peluruhan inti itu pada gilirannya dengan satu peluruhan konstan  menghasilkan kestabilan.  jika  < , aktivitas setimpal dan sekuler aquilibrium diperoleh.

Radioisotop induk yaitu radioisotope yang telah ada sejak bumi terbentuk contohnya uranium dan unsur yang dihasilkan dari pancaran sinar kosmik matahari seperti karbon-14.

D.  Kasus Spesial

Jika pada contoh sebelumnya induk 1 berumur pendek dibandingkan inti 2, i. e,  >   kemudian selang waktu t(>1 / ).  Maka di berikan:

Oleh sebab itu, peluruhan dari 2 selang waktu ditentukan hanya dengan waktu paruhnya sendiri, hal ini diperlihatkan skema di ara.  Kebocoran radioaktif adalah peristiwa bocornya bahan yang mengandung unsur radioaktif sehingga mengontaminasi suatu daerah baik lautan, daratan, udara serta makhluk hidup. Radioaktif berhubungan dengan pemancaran suatu partikel dari sebuah inti atom. Sedangkan unsur radioaktif adalah unsur yang mempunyai nomor atom diatas 83.
Dalam suatu kebocoran radioaktif seperti pada kebocoran PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir) maupun yang disengaja seperti pengeboman dua kota di Jepang yaitu Hiroshima dan Nagasaki akan meyebabkan makhluk hidup disekitarnya terkontaminasi dengan radioaktif. Kontaminasi Radioaktif atau disebut juga dengan kontaminasi Radiologi adalah saat dimana suatu benda maupun makhluk hidup seperti manusia terpapar radioaktif sehingga tubuh dan benda-benda tersebut terdapat radioakti. Efek radioaktif bagi tubuh manusia ialah radioaktif akan terkonsentrasi atau terkumpul dalam organ tubuh seperti paru-paru, ginjal, dan sistem peredaran darah dan jaringan lainnya bisa menimbulkan penyakit kanker dan gangguan ginjal. Batas konsentrasi uranium di dalam tubuh manusia adalah 3 mikrogram pergram jaringan tubuh. Beberapa kasus pencemaran radioaktif :

1. Kebocoran PLTN Fukushima diJepang

Seperti kita ketahui pada 2011 lalu terjadi gempa yang sangat dahsyat dan menimbulkan tsunami yang melanda Jepang. Pada saat terjadi tsunami tersebut kira-kira 220 ton air dalam instalasi nuklir PLTN Fukushima bocor. Dalam insiden ini pemburu paus menemukan 2 paus dilaut jepang terkontaminasi radiasi walaupun masih dibawah batas normal.

2. Pengeboman Hiroshima dan Nagasaki pada PD II

Pada perang dunia kedua Amerika Serikat membombardir dua kota Jepang yaitu Hiroshima dan Nagasaki. Nama kedua bom atom yang digunakan itu ialah Fatman dan Litle Boy. Dimana dalam peristiwa bersajarah ini Jepang langsung menyerah kepada Amerika Serikat.

3. Chernobyl - Ukraina

Inilah kebocoran PLTN yang paling populer diseluruh dunia. Diperkirakan sekitar 56 kematian yang terjadi sebagai akibat langsung dari bencana ini, 47 orang di antaranya adalah pekerja reaktor nuklir tersebut, sedangkan 9 lainnya adalah anak-anak yang mengidap kanker thyroid. Sedangkan diperkirakan 4.000 korban meninggal dunia akibat efek radiasi jangka panjang. Tetapi dikarenakan saat itu Uni Soviet berusaha menutup-nutupi jumlah korban sebenarnya, jumlah yang pasti tidaklah bisa diketahui, tetapi WHO me-release korban yang meninggal dunia sebagai akibat tidak langsung sebesar 9.000 orang.

2.2 Perluasan Status Peluruhan

Keputusan peluruhan dari satu status nuklir mungkin dipertimbangkan dari satu segi pandangan mekanis kuantum. Selalu terbatas pada pernyataan menyebabkan satu ketidak-pastian di dalam daya. Setiap diadakan percobaan daya akan ditemukan satu awur, yang disebut luas, diberikan dengan:

dimana  maksudnya status hidup. ekspresi ini akan jadi perolehan.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Suatu unsur yang mengalami proses pemancaran radiasi dengan sertamerta dikatakan bersifat radioaktif. Dikenal banyak orang bahwa unsure-unsur seperti radium dan uranium adalah radioaktif.  Digunakan istilah isotop untuk merujuk atom-atom suatu unsur tertentu yang masanya berlainan. Untuk merujuk jenis tertentu atom dari unsure apa saja, digunakan istilah nuklida. Suatu nuklida adalah sejenis atom yang diperbedakan dari semua lainnya oleh banyaknya proton dan neutron yang dikandungnya.

3.2 Saran

Apabila terdapat kesalahan atau kekeliruan dalam penulisan makalah ini, kami harapkan kepada pembaca memberikan kritik dan sarannya agar dalam penulisan makalah selanjutnya  menjadi lebih baik lagi.